Физика времени

Теоретическая возможность новой сингулярности в будущем Вселенной послужила основанием для предположения о том, что начальная сингулярность, с которой началось космологическое расширение, была в то же время и заключительным событием в прежнем «цикле жизни» Вселенной. И все ее существование — это череда циклов расширения и сжатия. Такую гипотезу развивает советский физик академик М. А. Марков.

Предполагается, что Вселенная способна пройти, так сказать, сквозь сингулярность при сжатии и родиться вновь. Родившись, она начинает расширяться, а пройдя максимум расширения, начинает сжиматься, достигает новой сингулярности, проходит через нее и т. д. Будущее такой осциллирующей, или пульсирующей, Вселенной измеряется неограниченным, бесконечным числом космических жизненных циклов, последовательно сменяющих друг друга. Неограниченно и бесконечно также и прошлое осциллирующей Вселенной; нынешнее расширение — отнюдь не первое в общей ее истории. В беспредельно далекое прошлое уходит череда уже происшедших пульсаций; беспредельно большое их число предстоит и в будущем.

Но «помнит» ли Вселенная о том, что было с ней раньше, хотя бы в предыдущем цикле расширения — сжатия? М. А. Марков полагает, что в сингулярности Вселенная испытывает полное обновление и очищение В этом «чистилище»

все следы прошлого безжалостно стираются. Вселенная рождается каждый раз, ничего не помня о былом.

Если так, то, наблюдая очередной цикл в жизни Вселенной, мы не увидим в нем ничего, что говорило бы о ее предыдущих циклах. При этом, пожалуй, вряд ли можно говорить о непрерывном и простирающемся неограниченно в прошлое и будущее течении времени. «Связь времен» прерывается в каждой из следующих друг за другом сингулярностей. Так что каждый новый цикл — это новая жизнь Вселенной с новым ее временем.

В современной космологической модели осциллирующей Вселенной можно уловить нечто общее с тем взглядом на время, которого держались Платон и другие мыслители Древней Греции. У них время тоже было цикличным; оно бежало по кругу и один его цикл не отличался от другого. Продолжительность цикла, называвшаяся тогда «великим годом», оценивалась в 30 тысяч лет. В нынешнем своем воплощении «великий

год» гораздо длиннее — до 30 — 60 миллиардов лет, а то и больше.

Теоретически мыслим и другой вариант пульсирующей Вселенной: он допускает последовательное увеличение размаха осцилляций от цикла к циклу. В этом случае циклы отличаются друг от друга, и амплитудой своего расширения они указывают номер очередного цикла. Такая Вселенная «помнит» всю свою предысторию, сколь бы далеко (даже бесконечно далеко) в прошлое она ни уходила. Настоящее не теряет в этом случае сплошной связи с прошлым; время непрерывно продлевается сквозь сингулярности от цикла к циклу.

Но как выбрать между этими мыслимыми вариантами эволюции Вселенной? Между этими моделями прерывистого и сплошного времени? Только проверка в эксперименте или наблюдении может принести подтверждение или опровержение теоретической идее.

Увы, об этом мы мало что можем сейчас сказать. Спустя 25 веков после Платона мы все еще не знаем, какой эксперимент, какое наблюдение нужно поставить, чтобы узнать, действительно ли время Вселенной бежит по кругу. Это только один из многих вопросов о мире и времени, над которыми люди размышляют веками и тысячелетиями — со времен «Ригведы» и космогонических легенд до нашего века точных наук.

ГЛАВА 12 ВРЕМЯ И ЭНЕРГИЯ

В физике различают три области исследований в соответствии с размерами изучаемых тел и продолжительностью происходящих с ними изменений. В предыдущих главах мы коснулись астрофизики и космологии; вместе они составляют одну из этих трех областей физики: ее предметом являются самые крупные по размеру физические тела — галактики, их скопления, Вселенная как целое. Размеры видимой Вселенной оцениваются приблизительно в 10—15 миллиардов световых лет. В переводе на метры это составляет величину порядка 10²⁶ метра. Что же касается продолжительности процессов, охватывающих всю Вселенную, то о ней можно судить по промежутку времени, за который расстояния между галактиками удваиваются вследствие космологического расширения. Он составляет примерно 15—18 миллиардов лет. Столько же приблизительно времени прошло от начала расширения.

Интервал от самого малого до самого большого охватывает, как мы видим, 44 порядка (то есть степеней десяти) на физической шкале размеров. Интервал времени на шкале длительностей столь же велик. Эти крайние размеры и длительности очерчивают пределы научного знания, пространственно-временные границы современной физической науки. На этих рубежах и ведется сейчас ее дальнейшее наступление. Здесь происходит раскрытие принципиально новых и самых глубоких закономерностей природы. Поэтому астрофизику (с космологией) и физику микромира называют фундаментальными областями физики.